Каков КПД чайника, если Вася налил 0,75 литра воды с температурой 28 градусов Цельсия в чайник мощностью 2,0 киловатта

Для расчета КПД (коэффициента полезного действия) чайника, мы должны сначала определить, сколько тепла было затрачено на нагревание и кипячение воды, и затем поделить это значение на общее количество энергии, затраченное на нагревательный элемент чайника.

Шаг 1: Расчет тепла, затраченного на нагревание воды:

Масса воды, M = 0,75 л = 0,75 кг (так как плотность воды равна приблизительно 1 кг/л).

Температура начальная, $T_i$ = 28 оС.

Температура кипения воды, $T_f$ = 100 оС.

Удельная теплоемкость воды, c = 4200 кДж/(кг*оC).

Тепло, Q1, затраченное на нагревание воды можно вычислить с помощью следующей формулы:

$$Q1=M\times c\times (T_f-T_i)$$

Подставим значения:

$$Q1=0,75\times 4200\times (100-28)$$

$$Q1=0,75\times 4200\times 72$$

Шаг 2: Расчет тепла, затраченного на кипячение воды:

Удельная теплота парообразования воды, L = 2,3 МДж/кг.

Тепло, Q2, затраченное на кипячение воды можно вычислить с помощью следующей формулы:

$$Q2=M\times L$$

Подставим значения:

$$Q2=0,75\times 2,3$$

Шаг 3: Расчет общего затраченного тепла:

Общее затраченное тепло, Q = Q1 + Q2

Подставим значения:

$$Q=(0,75\times 4200\times 72)+(0,75\times 2,3)$$

Шаг 4: Расчет энергии, затраченной на нагревательный элемент чайника:

Мощность чайника, P = 2,0 кВт = 2000 Вт.

Время, t = 20 мин = 20 * 60 сек = 1200 сек.

Энергия, E, затраченная на нагревательный элемент чайника можно вычислить с помощью следующей формулы:

$$E=P\times t$$

Подставим значения:

$$E=2000\times 1200$$

Шаг 5: Расчет КПД чайника:

КПД, η, чайника можно вычислить с помощью следующей формулы:

$$\eta =\frac{Q}{E}\times 100$$

Подставим значения:

$$\eta =\frac{(0,75\times 4200\times 72)+(0,75\times 2,3)}{2000\times 1200}\times 100$$

Вычислив данное выражение, мы получим значение КПД чайника в процентах.
Округлим результат до целого числа для удобства.

Информация, которая была дана в задаче и позволяет выполнить расчеты, гарантирует, что отношение будет меньше 100%.